СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНЕФТОРИДА НАТРИЯ Советский патент 1994 года по МПК C01B33/10 

Изобретение относится к получению неорганических соединений фтора и может найти применение для утилизации фтора в производстве сложных минеральных удобрений по азотно-кислотной технологии.

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.

П р и м е р 1. Для опытов берут апатитовый концентрат, содержащий, % (здесь и далее проценты массовые): пятиокись фосфора - 39,4; кальций - 37,2, фтор - 2,9.

1560 г апатитового концентрата разлагают промывной азотной кислотой, взятой в количестве 5760 г, полученной в предварительном опыте. При промывке кристаллов нитрата кальция (концентрация НNO₃ - 38%), полученную азотно-кислотную вытяжку охлаждают до комнатной температуры минус 3^оС, образующиеся кристаллы нитрата кальция отфильтровывают и промывают 58%-ной азотной кислотой. В результате получают 3500 г нитратно-фосфатного раствора, содержащего 17,0% пятиокиси фосфора, 3,9% кальция (отношение Са/Р₂О₅ = =0,230, степень выделения кальция 75,7%), 1,14% фтора и 2980 г кристаллов нитрата кальция, содержащих 59,5% Са(NO₃)₂. Промывную азотную кислоту, полученную при промывке кристаллов нитрата кальция, используют в опытах по разложению апатитового концентрата).

Нитратно-фосфатный раствор делят на семь равных частей, с которыми проводят дальнейшие опыты по осаждению кремнефторида натрия.

Для опыта по осаждению кремнефторида натрия берут 500 г нитратно-фосфатного раствора и 8,5 г сульфата натрия.

Сульфат натрия предварительно обрабатывают в водной среде в течение 30 минут при 50^оС нитратом кальция, взятым в количестве 8,9 г в пересчете на 100% -ный Са(NO₃)₂. Масса кристаллов 14,9 г, что составляет 3,5% отн. от общего количества нитрата кальция, выделенного при охлаждении азотно-кислотной вытяжки (в пересчете на количество нитратно-фосфатного раствора, взятого на осаждение кремнефторида натрия).

Образующийся осадок сульфата кальция отделяют фильтрованием и промывают водой, маточный раствор (вместе с промывной водой) в количестве 66 г, содержащий 4,1% натрия, 0,32% кальция и 1,5% сульфатов, используют для осаждения кремнефторида натрия. Для этого его смешивают с нитратно-фосфатным раствором при 50^оС, суспензию перемешивают в течение 30 минут, осадок кремнефторида натрия отделяют фильтрованием, промывают на фильтре водой в отношении 1: 1 и высушивают. При этом получают 7,65 г целевого продукта, содержащего 97,2% Na₂SiF₆, 0,4% сульфатов и 2,4% других примесей (другие примеси представлены кальцием, связанным с сульфатами, а также компонентами, входящими в состав нерастворимого остатка апатитового концентрата). Одновременно получают 564 г обесфторенного нитратно-фосфатного раствора (фильтрата вместе с промывной водой), содержащего 15,0% пятиокиси фосфора, 0,22% фтора, 0,17% сульфатов и 3,5% кальция (отношение Са/Р₂О₅ 0,233, степень выделения кальция 75,3%).

Результаты этого и других аналогичных опытов по осаждению кремнефторида натрия из нитратно-фосфатного раствора, в которых изменяли долю нитрата кальция, взятую для предварительной обработки сульфата натрия, представлены в таблице (опыты 1-6). В колонке 11 таблицы показана степень выделения кальция (α ) из обесфторенного нитратно-фосфатного раствора, которая рассчитана по формуле
α =1 - 100, где а - отношение Са/Р₂О₅ в обесфторенном растворе;
0,945 - Са/Р₂О₅ в апатитовом концентрате.

П р и м е р 2. Проводят опыты по прототипу. Для этого 500 г нитратно-фосфатного раствора смешивают при 50^оС с 8,5 г сульфата натрия (сульфат натрия предварительно растворяют в 35 г воды) суспензию перемешивают в течение 30 минут, осадок кремнефторида натрия отделяют фильтрованием, промывают на фильтре водой в отношении 1,5:1 и высушивают. При этом получают 14,4 г целевого продукта, содержащего 50,7% Na₂SiF₆, 33,2% сульфатов и 16,1% других примесей и 540 г обесфторенного нитратно-фосфатного раствора, содержащего 15,7% пятиокиси фосфора, 0,23% фтора, 0,18% сульфатов и 3,25% кальция.

Результаты этого опыта также представлены в таблице (опыт 7).

Представленные в таблице данные показывают, что предложенный способ позволяет получать целевой продукт, в котором содержание основного вещества существенно выше, чем в продукте, полученном по прототипу, и тем самым улучшить его качество.

Положительный эффект обеспечивается предварительной обработкой сульфата натрия частью нитрата кальция, выделенного при охлаждении азотнокислотной вытяжки, с последующим использованием маточного раствора после отделения осадка сульфата кальция для осаждения целевого продукта.

Наилучшие результаты достигаются в опытах, в которых на предварительную обработку сульфата натрия берут 3-7% от общего количества выделенного нитрата кальция.

При меньшем расходе нитрата кальция эффективность способа заметно снижается (см. оп.5), а увеличение расхода около 7% нецелесообразно из-за заметного возрастания по сравнению с исходным раствором (см. оп. 6): увеличение отношения Са/Р₂О₅ в нитратно-фосфатном растворе и, соответственно, снижение степени выделения кальция обусловит некоторое снижение концентрации питательных веществ в сложном удобрении (примерно на 0,1% на каждый процент степени выделения кальция), то есть в определенной степени ухудшит качество сложного удобрения.

Повышение качества кремнефторида натрия расширяет область его использования, в частности должно позволить существенно упростить его переработку во фтористый кальций. (56) А.Л.Гольдинов и др. Комплексная переработка апатита. Химическая промышленность, 1977, N 9, с. 673-675.

Гольдинов А.Л. и Б.А.Копылева, Комплексная азотнокислотная переработка фосфатного сырья. - Л.: Химия, 1982, с. 108-109.

Использование: в производстве кремнефторида натрия. Сущность: природный кальцийфосфат обрабатывают азотной кислотой. Азотно - кислотную вытяжку охлаждают с выделением нитрата кальция. Сульфат натрия предварительно обрабатывают в водной среде частью нитрата кальция, выделенного при охлаждении азотно - кислотной вытяжки. Полученный при этом маточный раствор используют для осаждения целевого продукта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНЕФТОРИДА НАТРИЯ, включающий разложение природного кальцийфосфата азотной кислотой, охлаждение азотнокислотной вытяжки с выделением нитрата кальция, осаждение целевого продукта из нитратно-фосфатного раствора с применением сульфата натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, сульфат натрия предварительно обрабатывают в водной среде частью нитрата кальция, выделенного при охлаждении азотно-кислотной вытяжки, и полученный маточный раствор используют для осаждения целевого продукта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку сульфата натрия берут 3 - 7 мас.% от общего количества выделенного нитрата кальция.